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耕作学实验指导书
作物栽培学教研室
实验一 农业资源调查与分析
一、实验目的
通过调查，建立与认识农业资源的概念、类型与特点，学习农业资源调查的方法，为了解和制订耕作制度奠定基础。
二、实验内容
（一）农业资源的调查
资源决定耕作制度，了解和认识资源的存在状况是制订合理耕作制度的基础。
1、自然资源调查
（1）土地资源：各类土地资源（耕地、林地、草地、水域）的面积与利用现状，各类农田的面积与比例以及以后改良的方向。
（2）气候资源：光照、热量及降雨的数量、强度、季节分布及其变率与保证率。
（3）生物资源：当地现有的农业生物类型、种质资源与品种，包括大田作物、林果、蔬菜、花卉、杂草以及家畜、家禽、水生动物等。
（4）水资源：包括地表水、地下水资源的数量、季节分布、年变率、水质状况以及水资源利用现状。
2、社会经济资源调查
（1）农业现代化水平：农业机械化、水利化、化学化、电气化程度。
（2）社会经济条件：各种资源和产品的价格、产值、利润、劳动力的数量、农业结构与种植业结构。
（3）科学技术水平：农业技术人员拥有量、农民文化素质、新技术应用程度及整体农艺水平。
（二）农业资源的分析与评价
1、对所调查的农业资源状况进行比较和分析，指出农业资源优势所在及可能的开发潜力。
2、分析当地农业资源中的限制因素以及克服的可能途径。
3、从资源总体状况考虑，评价被调查单位今后农业生产的发展方向。
三、方法步骤
1、收集基础资源
从拟调查单位所在的地、县、乡的农业区划、种植业区划、土壤普查、农业统计资料及气象资料、生物品种资源调查等资料中收集所需的基础资料。
2、实地典型调查
对基础资料中不完整而需要补充和更新的资料进行实地走访调查，走访农业、统计及生产部门的负责人，根据需要还可进行典型村、户抽样调查。
3、资料整理分析
全面核查所调查数据，填写有关调查表，根据实践内容中要求进行计算与分析。
1、 选择一个生产单位，对其农业资源进行调查。
2、析调查单位自然资源和社会经济条件的特点、潜力与存在的问题以及进一步发展的措施。
实验二 耕作制度调查与分析
一、实验目的
初步了解耕作制度所包含的基本内容，为深入系统的学习耕作制度奠定基础。
二、实验内容
（一）调查内容
耕作制度由种植制度和养地制度两部分组成。种植制度包括作物布局、种植模式、轮作连作等内容。养地制度包括农田培肥、农田灌溉、土壤耕作和农田防护等内容。
1、作物布局调查
（1） 作物种类、面积与分布。
（2） 作物结构：粮、经、饲等作物的面积与比例，夏秋粮的面积与比例。
（3） 各类作物单产水平与总产量。
2、种植模式调查
（1） 熟制一年之内作物季数。
（2） 复种、间作、混作、套作、单作的类型和面积。
（3） 各类种植方式的季节衔接、带型与技术。
3、轮作方式调查
（1） 作物轮换的顺序、周期，典型作物轮作方式、面积及比例。
（2） 作物连作的年限、面积及比例。
4、土壤耕作措施调查
（1） 主要耕作机具类型，各种耕作措施应用的时间、强度。
（2） 主要作物的耕作方法。
5、农田培肥制度调查
（1） 肥料的种类、数量、单位面积施用量。
（2） 绿肥、豆科作物种植面积和占农田播种面积的比例。
（3） 秸秆还田面积和单位耕地还田量。
（4） 主要作物施肥方法与用量，肥料产投比。
6、农田灌溉制度调查
（1） 灌溉地面积及占耕地面积比例。
（2） 灌溉水源类型及保证率。
（3） 主要作物灌水次数、灌水时间与灌水量及全年的灌水定额，灌溉水利用效率。
（4） 灌溉方式、面积及比例。
7、农田保护制度调查
（1） 各种坡度的面积及比例。
（2） 梯田面积与比例。
（3） 坡地与梯田的水土流失量。
（4） 坡地沟垄种植面积与比例，森林与多年生牧草种植面积与比例。
（5） 风沙危害地区、利用防风林带保护的农田面积与比例，利用防风障保护的农田面积与比例，垄作的面积。
（6） 农田杂草的主要类型和主要防除方法。
（二）分析与评价
从提高资源的利用程度和保护角度评价该耕作制度是否合理，需要改进的方面和可能的措施。
三、方法与步骤
在农业资源调查的基础上，进一步深入调查耕作制度的各个方面，采取资料收集与实地调查相结合，必要时采用典型调查方法。
1、完成下列耕作制度表（表2-1～表2-5）。
（1）作物布局
表2-1 粮经饲作物组成
面积（hm2）
单产（kg/hm2）
总产（kg）
产值（元/hm2）
面积（hm2）
单产（kg/hm2）
总产（kg）
产值（元/hm2）
面积（hm2）
单产（kg/hm2）
总产（kg）
产值（元/hm2）
（2）种植模式
①历年复种指数调查与计算
复种指数＝农作物总播种面积（hm2）&100/耕地面积
表2-2 历年复种指数
②主要种植模式与作物历调查
表2-3 种植方式与作物历
年份 种植方式
例：小麦/玉米
例：玉米//大豆
③图示说明间混套作的田间配置带型。
（3） 轮作方式：列出主要作物轮作顺序和连作的茬口衔接方式。
（4） 土壤耕作措施
表2-4 主要作物土壤耕作作业项目与时间
月份 作物项目
生育期 作业项目 作业时间
中耕 收获，翻耕 翻耕 播种 中耕 △ △ △ △ △ △
（5）农田培肥
表2-5 主要作物肥料投入量
肥料产投比
2、耕作制度的综合评价。
实验三 农田生产潜力估算
一、实验目的
农田在资源存在的可能范围内，作物应实现的生产能力称为农田作物生产潜势（简称农田生产潜势）它是气候－作物－土壤系统综合作用的结果。通过研究作物生产潜势，可以知道一个地区的作物产量还有多大潜力，影响当地作物生产主要障碍因素是什么？从而寻找出开发农田生产潜力和提高作物产量的途径。通过本次实践，学习和掌握农田生产潜力的估算方法及利用生活要素逐步法计算作物生产潜力的基本原理。全面考虑光、温、水、土、肥对农田生产潜力的综合影响。学会分析实际产量和潜在产量存在差异原因。
二、农田生产潜力的主要内容
农田生产潜力指农作物在自然资源存在的可能范围内，应该实现的生产能力，亦称产量潜势，最高产量。
影响作物生产潜力因素：影响作物生产潜力因素有：一是作物遗传特性，表现为不同的作物种类和品种生产潜力不同；二是作物所处环境条件，同一作物与品种在不同的光、温、水、土、养分条件下所表现的生产潜力不同。
生活要素逐步订正法的基本原理是根据科学实验数据，分析作物生产力形成与其生产要素光、温、水、土壤、肥料等函数关系，然后计算假设其它诸要素完全满足时，某一要素所具有的生产潜力，如在假设温度、降雨、肥料、土壤条件完全满足作物生长的条件下，某地光资源具有的潜力叫光合潜力，除光与温度以外的其它条件完全满足时的潜力叫光温潜力，依次进行逐步订正，每订正一次，增加一个订正因素。
不同农业资源对作物生产潜力影响表达式：
1、光合生产潜力
2、光温生产潜力
YLT=F（Q）oF（T）
3、气候生产潜力
YLTW= F（Q）oF（T）oF（W）
4、土壤生产潜力
YLTWS= F（Q）oF（T）oF（W）oF（S）
三、测算方法与步骤
（一）光合生产潜力
是指在不同纬度理想的自然环境中，作物生长繁茂时期可能达到的物质生产量。所谓理想的自然环境，是指温度、水分、养分均处于对作物生长最佳状态，同时无病虫杂草的危害，在这样一个理想的环境条件下，光合潜势唯一取决于光照强度和光能利用率。
估算公式：YL=F（Q）=KEQ
其中：YL 为光合生产潜力（kg/亩）
K 为能量转化系数
E 为光能利用率（%）
Q 为作物生长期光合有效辐射（KJ/亩）
而（F：经济系数，H：每公斤干物质热量（KJ/kg））
Q=（：太阳总辐射量。P 光合有效辐射占 的比例。）
（二）光温生产潜力
光温生产潜力指选用最适应其生长环境的高产品种，并假定在不受水分、养分、盐渍、病虫害等限制的条件下，当地该作物以光、热辐射为主体的热量资源，所能达到的最大生产力。
公式：YLT=F（Q）oF（T）
其中：F（T）为温度订正系数
YLT 为光温生产潜力（kg/亩）
T 为作物生长期、月或旬平均气温
（三）气候生产潜力
其中：YLTW 气候生产潜力（kg/亩）
水分订正系数（P 为供水量， Ec为需水量）
两种情况：
1、灌溉农田通过合理灌溉能满足作物需水不成为限制因子时，即P=Ec 水分订正系数，则YLTW= YLT；
对于旱作农田有下面公式：
其中：Pb 为有效降水量=全年降水－（流失量＋蒸发量）
Kb 为作物需水系数
C 为籽粒含水量（%）
ε为粒秆比积值（如谷物粒秆比1：1.5，则比积值2.5）
（四）土壤生产潜力
公式：YLTWS= YLTWoKS
其中：YLTWS为土壤生产潜力
KS 肥力订正系数
根据表3-1 与表3-2 所给资料，估算以下四地玉米光、温、水、土生产潜力，并简要分析不同地区限制玉米产量的原因。
表3-1 各地月平均气温（℃）与年降水量（mm）
表3-2 各地玉米生育期内太阳总辐射和土壤养分情况
总辐射 (kcal/cm2)
生理辐射 比例
出苗期 （日/月）
成熟期 （日/月）
其它参考数据：
（1）玉米最大光能利用率按5%计算
（2）Pb 按降水量60%计算
（3）玉米需水系数Kb 按280 计算，经济系数按0.45 计算，籽粒含水量10%计算
（4）玉米每公斤籽粒需肥：N 为2.57kg，P2O5 为0.86kg，K2O 为2.14kg
（5）玉米对氮的利用率按40%，磷的利用率为20%，钾的利用率为50%
（6）玉米能量转化系数为16300KJ/kg
实验四 作物布局优化方案设计
—、实验目的
作物布局是指在—个地区或一个生产单位所种植的作物种类及各作物面积比例的安排。作物布局是组织农业生产的一项重要战略措施，它关系到能否因地制宜；充分而合理地利用当地农业资源；达到农业生产的高产、稳产、增益的问题。
一个地区采用不同的作物布局方案，会收到不同的经济及生态效果。作物布局方案的拟定属于多变量、多目标的复杂问题，它不仅要考虑当地的自然条件，而且受到当地的社会经济条件技术水平及国家、集体、个人对于农业生产要求的制约，依靠一般的定性分析方法很难对这种具有多个因素、多项目标的复杂问题进行综合的考虑与平衡，找出最优的方案。最优化技术中的线性规划能够帮助我们对此类复杂问题做出定量分析，并得出最优方案。因此，作物布局的线性规划就是利用线性规划的理论与技术来解决在一定的自然条件和社会经济资源条件下能够达到最佳技术、经济及生态效果的作物最佳配置比例的最优化技术方法。
通过本实验，了解从线性规划方法来制定作物布局方案的原理和方法，培养系统分析，综合平衡的能力。
二、线性规划方法的作用和意义
线性规划是系统工程中最优化技术方法之一。它主要解决二方面的问题。其一是“省”-如何用最少的人力、物力、财力等资源来完成既定的（定量的）任务；其二是“多”-如何合理地充分地利用现有的资源（人力、物力、财力等资源）来完成最大量的任务。
线性规划设计是在完成了对大量定性资料及对系统的定性的描述性的分析基础上，为了进一步明确各变量之间的关系，协调与寻求各部门生产的最优比例与组合而进行的定量分析。它是在电子计算机的帮助下，依靠建立数学模型的方法，经过多次的反馈、修正完成的。
三、用线性规划选择作物布局方案的步骤
（一）资料的收集
在确定了所需要研究系统的范围之后，需要进行对系统的考察和资料的收集，包括系统的性质、特点，系统的组成分，组成分间的制约、协同、转化关系及其定性的资料，系统与环境之间的关系等。
（二）制定规划目标
规划目标即人们对所研究的系统所追求的目标。一般选择能够表示此系统的特性，人们所追求的诸如产品总产量总产值、净收益、低成本等作为目标；规划的结果是求出其极值。规划目标是线性规划设计的核心，约束条件的建立要求以目标来确定。
（三）建立约束条件
为了实现所追求的目标安排生产时，受到的各种限制及人为的客观要求等均可作为约束条件，这往往要依靠规划前的一系列定性分析及以往的经验来确定，如自然资料限制，社会资源、财力资源限制以及人为要求限制(必须量限制)等。
（四）建立模型
就是将原来的生产问题抽象为数学问题。首先根据问题的性质确定目标函数，然后根据问题的内部关系建立约束方程（即一组线性等式或不等式）。这里关键的是变量参数的确定，它直接关系着规划的效果与成败，这往往需要规划前的大量调查、测算与实验，并进行一些必要的定性、定量分析。
（五）问题的求解
求解线性规划问题的方法很多，应用最普遍的方法是单纯形法，原则上，此法可以求解一些线性规划问题。当所研究的问题很复杂时，并可借助电子计算机求解。
（六）结果的灵敏度分析
所谓灵敏度就是目标函数的最优值对于约束条件的单位变化的反应灵敏度。对于每个约束条件进行灵敏度分析，有助于我们认识那些灵敏度高的约束，可提醒我们在对此约束所做的调查，试验以及数据的处理都应具有较高的精度。通过灵敏度分析，还可进一步判断在规划中影响限制最优目标的主要因素。
四、线性规划的实例
（一）实例
某块农田的95亩小麦收获后，准备种植三种秋作，玉米、谷子和甘薯。历年三种作物的平均产量为600公斤、400公斤、300公斤，并已知玉米每生产600公斤需要有机肥8车，化肥50公斤，投工12个，生产400公斤谷子需有机肥5车，化肥20公斤，投工10个，生产300公斤甘薯需有机肥2车．投工16个．但因条件限制，供给此块农田的有机肥只有400车，化肥2000公斤，投工1200个。问如何制定种植计划才能使总产量最高。
这实际上是一个求在一定资源条件下，如何合理安排各作物生产的比例，以获得最高生产效益的问题。
为了便于分析，列出此问题的数据表：
表4-1 某地资源条件
土地（亩）
有机肥（车）
化肥（十斤）
投工（个）
产量（百斤）
下面建立模型，将生产问题抽象成数学问题：
1、设玉米种X1亩，谷子种X2亩，甘薯种X3亩。
2、目标函数：求总产最高f=6 X1+4 X2+3 X3=Max
3、约束条件：（1） 土地 X1+ X2+ X3 ≤95
（2） 有机肥 6X1+5 X2+ 2X3 ≤400
（3） 化肥 5X1+ 2X2 ≤200
（4） 投工 12 X1+ 10X2+ 16X3 ≤1200
（5） 变量 X1≥0， X2≥0， X3≥0
整理即求X1， X2， X3满足
使f=6 X1+4 X2+3 X3=Max
因此，线性规划问题的数学语言表达是：求一组变量在一定的条件下取值，使之能够满足一组约束条件，并使一个线形函数（目标函数）取得最值。
线形规划问题的标准数学模型为：
求Xj (j=1、2、……n)满足下列条件：
使f=cjxj=Min
（二）线形规划问题的求解
利用单纯行表计算法。以上次作物种植规划为例：
1、化标准形式(加入松弛变量)
求X1、 X2、 X3、X4、X5、X6、X7满足
使f1=-6X1-4X2-3X3=Min(f=-f1)
2、列初始单纯形表
非基本变量 基变量
X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7
X4 X5 X6 X7
1 1 1 1 0 0 0 6 5 2 0 1 0 0 5* 2 0 0 0 1 0 12 10 16 0 0 0 1
95 95 400 66.7 200 40
6* 4 3 0 0 0 0
3、进行单纯形迭代（初等变换），确定换入换出变量X1、X6，确定主元5。然后进行初步变换。
非基本变量 基变量
X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7
X4 X5 X1 X7
0 0.6 1 1 0 -0.2 0 0 2.6 2 0 1 -1.2 0 1 0.4 0 0 0 0.2 0 0 5.2 16* 0 0 -2.4 1
55 55 160 80 40 720 45
0 1.6 3* 0 0 -1.2 0
4、非最优解，继续迭代（f2行尚有正数）
非基本变量 基变量
X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7
X4 X5 X1 X3
0 0.275 0 1 0 -0.05 -0.06 0 1.95* 0 0 1 -0.9 -0.12 1 0.4 0 0 0 0.2 0 0 0.325 1 0 0 -0.15 0.06
10 36.4 70 35.9 40 45
0 0.625* 0 0 0 -0.75 -0.18
5、继续迭代
非基本变量 基变量
X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7
X4 X2 X1 X3
0 0 0 1 -0.14 0.08 -0.04 0 1 0 0 0.5 -0.46 -0.06 1 0 0 0 -0.2 0.33 0.02 0 0 1 0 -0.16 0 0.08
0 35.9 25.6 33.3
0 0 0 0 -0.31 -0.46 -0.14
f行所有数（最末一列除外）均小于零或等于零，迭代完成。
目标函数最优值f=- f1=-（-397.44）=397.44（百公斤）
此时，玉米种植X1=25.6亩
谷子种植X2=35.9亩
甘薯种植X3=33.3亩
灵敏度分析就是将各资源限量如有机肥、化肥、投工等分别增加一定数量(如增加1%)，求最优值的变化情况，方法同上。
五、作物布局线性规划设计的一般步骤
1、搜集资料
可参阅当地农业区划的材料等。关键是对一些变量参数的确定。
2、目标函数的确定
合理作物布局的目的是实现种植业生产的高产、稳产、高收益。因此对于不同地区，不同性质的生产单位可选择：
（1）作物总产量最高；
（2）经济效益(净收效)最大；
（3）生产成本最低等作为目标。
3、约束条件的建立
约束条件可概括为：
（1）农业自然资源与社会资源的约束，如土地、水源、肥源、经济、人畜机力等；
（2）生态平衡约束：考虑用地与养地相结合，生态环境的良性发展；
（3）农业技术：考虑农业技术的指导范围、程度及作物连作、轮作要求等；
（4）根据个人和市场需求确定的最低产量。
1、将下题建立模型，并求解：
某农场，农田面积总计5400亩，历年种植的主要作物有谷子、玉米、大豆一年一熟。在当地自然条件及技术水平下，谷子、玉米、大豆多年平均单产分别为170公斤、350公斤、9 0公斤，总产90万公斤。现在要求用线性规划方法，设计新的作物比例，以使总产量最高。并要求新的设计总产量年际间变化不得超过原总产的20％，已知谷子、玉米、大豆年际间单产变幅分别为25公斤、80公斤、15公斤。考虑大豆在轮作中的养地作用，要求其面积不少于30％，试建立此作物布局问题的线性规划模型，并求解。
2、试建立A县B村作物布局线性规划模型，以使得净总产值最高，并求解。A县B村作物布局线性规划材料如下：
（1）附图1：各类土壤生产性能及所需水肥条件。
附图说明：小麦-玉米500/650，115，100，5，120
小麦-玉米：一年两熟种植
500/650：小麦产量（公斤）/玉米产量（公斤）
115：作物共施用N肥（公斤）
100：作物共施用P肥（公斤）
5：作物施用粗肥（车）
120：春季需水（方）
（2）A县B村对农产品的要求量如下：
①粮食总产量 505000公斤 ⑥玉米总产 100000公斤
②小麦总产 200000公斤 ⑦燃料产量 250000公斤
③谷子总产 10000公斤 ⑧粗饲产量 345000公斤
④大豆总产 15000公斤 ⑨ 精饲料 99400公斤
⑤苜蓿面积 170亩 ⑩饲草产量 200000公斤
A县B村可提供：
①有 机 肥 3386车
②氮 肥 65000公斤
③磷 肥 54000公斤
④春季灌水 72000方
实验五 不同种植制度光能利用率的计算
一、实验目的
通过计算不同种植制度光能利用率，明确光能利用率的概念、原理，掌握其计算方法，了解种植制度中各类农田的差别，树立提高作物光能利用率的观点，培养学生的分析能力。
二、实验原理
农业生产的实质是利用绿色植物进行光合作用将太阳辐射能转化为化学潜能。作物转化光能的效率以光能利用率表示，光能利用率是在一定时期内（全年或某作物生育期），单位面积上，作物干物质积累的化学能占同时期投入该面积上太阳光能（既生理辐射）的百分率。它是光合面积、光合效率、光合时间的综合反映。光能利用与当地太阳辐射量、作物叶面积指数、土壤肥水供应情况等有关，是多因素综合作用的结果。光能利用率决定了作物产量；反之，作物产量也可以计算光能利用率。
光能利用率E%＝
根据某村每年秋播小麦2060亩，品种豫麦14号。平均亩产410kg，总产量为844600kg，夏大豆（豫豆8号）452亩，平均亩产150kg，总产67800kg；麦垄套玉米1608亩，平均亩产350kg。计算该村的：
表5-1 太阳总辐射量 单位：kcarl/cm2
月 份 1 2 3 4 5 6
太阳辐射量 5.38 7.33 11.13 13.24 15.55 14.41
月 份 7 8 9 10 11 12
太阳辐射量 12.78 12.01 11.17 8.67 5.71 4.75
1、小麦光能利用率。
2、玉米光能利用率。
3、大豆光能利用率。
4、棉花光能利用率。
5、全村3020亩耕地上全年的光能利用率。
6、小麦/玉米二熟的年光能利用率。
7、试分析为什么不同作物光能利用率不同？
实验六 不同复种方式效益评价
一、实验目的
通过对一个地区不同种植模式的综合效益分析，可以了解该地区的优势条件和劣势条件，资源利用情况、生产潜力等等；为进一步发挥当地的有利因素，挖掘潜在资源，提高转化效率，进而为达到高产、稳产、优质、低成本的目的提供依据。
本实验要求学习不同复种方式资源利用效率及经济效益评价的基本方法，寻找适合当地的最佳种植方式；培养与提高学生分析问题和解决生产实际问题的能力。
二、评价指标及计算方法
（一）资源利用率
1、产量效益
产量效益是指一种耕作制度或种植方式所生产的目标产品的数量与质量。通常用经济产量、生物产量、蛋白质产量、能量产量等指标表示。计算公式如下：
2、光能利用率
光能利用率表示单位时间单位面积上植物通过有机干物质所积累的能量与同期投入该面积上的太阳辐射能之比。它是光合面积.光合时间.关合速率的综合反映。
叶日积是指面积与其持续时间的乘积。
4、热量利用率
5、水分利用率
6、生长期利用率
生长期利用率（D%）是指作物实际利用的生长期(Un)占作物可能生长期(Dn)的百分数。即：
（二）经济效益分析
1、成本与收益分析：包括亩成本、亩总产值、亩净产值、亩纯收入
2、劳动生产率：是指单位时间所生产的农产品的数量或单位农产品所消耗的劳动时间。反映农产品数量与劳动消耗的数量关系。
3、资金生产率
每百元资金产品率=总产品量（斤）/生产费用投资总额（百元）
（三）评价方法
利用决策指数法进行综合评价。
某生产单位，气候干旱，属于绿洲农业区，年平均降水量为260mm，降雨集中在7、8 月份，蒸发量2220mm；年太阳辐射量为6.44&105J/cm2，生理辐射率为50%，全年日照时数3222 小时；年≥10℃积温在3020℃，大于≥0℃积温在3583℃；初霜期为9 月26 日左右，终霜日为4 月22 日左右；水利条件较好，用黄河水灌溉；该单位土壤肥力中等，有机质含量为1.85%。有关种植模式及产投资料以及其它有关资料见附表。
试根据表6-1~表6-5 所给资料，对该单位的种植模式进行综合分析，完成下表6-6，并简要进行评价。
表6-1 种植模式产投情况表
生育期（日/月）
肥料（kg/亩）
机械（马力）
表6-1 种植模式产投情况表（续）
燃油 (kg/亩)
电力 (千瓦时)
农药 （kg）
人工 (工日/亩)
畜工 (工日/亩)
种子 （kg/亩）
单产 （kg/亩）
表6-2 种植模式各项投资情况表（元/亩）
机械作业费 （燃油、折旧）
固定资产折旧费
小农具购置费
表6-2 种植模式各项投资情况表（续）
农田基本 建设费
表6-3 各种农副产品价格表
表6-4 各种作物经济系数及主产品蛋白质含量
表6-5 投入能量折算标准
1000千卡/kg
1、农业机具
将田间动力机械、排灌机械及水泵、机引农具等马力数或台数折成重量分别为77kg、11kg、289kg，在乘以0.1（折旧系数）
国家标准局
在农田系统中主要是动力机械和排灌机械耗水，加工、副业等不计。
国家标准局
主要包括排灌用电，不计照明、加工与副业用电，以度计。
4、农药（纯成分）
5、化肥（按有效成分计）
有机能投入
按每劳动力一年工作300天计，每天需要食物能
疫畜一年工作250 天，每天需食物能30000 千卡，扣除粪便部分的能量。
可按作物种子折能系数分别计算。
每畜或人一年粪便中有机质公斤数，马骡764，牛800，羊82，猪150，鸡鸭2.5,成人18。
表6-6 生产单位种植模式综合效益分析表
亩经济产量（kg）
亩生物产量（kg）
亩热能产量（万千卡）
亩蛋白产量（kg）
亩产值（元）
亩成本（元）
亩净产值（元）
亩纯收入（元）
劳动产值率（元/工）
劳动盈利率（元/工）
每工日产粮（kg）
每元生产费用产值（元）
成本盈利率（元）
能量产投比
光能利用率（%）
热量利用率（%）
土地当量值
实验七 间套作复合群体及农田小环境观测
一、实验目的
1、通过对复合群体及农田小环境的测定，进一步了解间套作增产的机理。
2、学习测定复合群体农田小气候的方法。
二、实验内容
（一）间套作复合群体的测定。
选择群体生长高产期或近收获期，在田间测定间套作与单作的生长发育与作物间的相互关系。测定项目包括：群体密度、带距、株行距、间距、植株高度差、宽度、叶片与根系交叉状况、发育进程、LAL、地上部分生物量等。
（二）复合群体内光照、温度、水分、风速的测定。
（三）分析单作与间套作的群体效益。
三、农田小环境观测方法
（一）材料与用量
照度计、热球式电风速计、遥测通风干湿表、半导体温度计、地温表、烘箱、取土钻、天平、铝盒、钢卷尺、皮卷尺、测杆、支架、木箱、细绳、记录纸等，并事先选定被测的田块。
（二）观测地段的选择和测点设置
1、观测地段的选择
要注意两点，首先必须是典型而有代表意义的。其次，为了便于比较，必须在相同条件下研究某一问题的独特性。
2、测点设置
无论是间作或套作与单作进行比较，还是间作或套作不同作物间比较，以及带状间套作中同一作物不同行间（或株间）对比，都要按科学的要求选择观测点，测点要力求有代表性，各测点的距离不宜太大，既能客观反映所测农田小气候特点，又不受周围环境所影响，特别要防止人为因素的干扰，测点的数目要根据观测的要求、人力和仪器设备等情况来确定。
测点高度要根据作物生长情况、待测气候要素特点和研究目的来确定。通常农田温度和湿度观测取20cm、2/3 株高和150cm 三个高度。20cm 处代表贴地层情况，2/3 株高处作为作物主要器官所在部位，也是叶面积指数最大的部位，150cm 处目的是便于与大气候观测资料比较。高秆作物观测高度和层次应适当增加。
光照强度观测层次要密些，可等距离分若干层次，自上向下，再自下而上往返测一次。但无论分几层测定，株顶高度一定要测定，以便取得自然光照，计算透光率。
风速测定可每隔一定距离均匀设点，在农田中一般测定20cm、150cm 或200cm。但应着重观测2/3 株高处的风速，因为此处风速与叶面积蒸腾关系密切。
土壤温度观测一般取0、5、10、15、20cm5 个深度，农田水温可取水面和水泥交界面2个部位观测。
一般依观测目的和作物生长阶段而定。为观测间套作复合群体间的小气候变化，必须在不同作物的共存期进行观测。具体观测的时期可结合作物生育期选择典型大气候（如晴天、阴天等）来确定。
如要了解间套作条件下小气候的日变化或某要素的变化特征，可在作物生育的关键时期，选择典型天气，每间隔1 小时或2 小时进行全日的连续观测，但为了能在短暂的观测时间内得出小气候的特征，也可采用定时观测（2、8、14、20小时四次观测值平均作为日平均值），以便于和气象台站观测进行比较。
在观测进程中，各处理、各项目、各高度的观测时间都要统一到一个平均时间上。
3、测定仪器安置
各测点的仪器安置，应根据仪器特点，参照气象仪器安置的一般要求，高的仪器放在低的仪器北面，并按观测程序安排，仪器间应相互不影响通风和受光。由于间套作条件下，不同行间的小气候也有较大的差异，因而仪器宜排测在同一行间。安置仪器及观测过程中尽可能保持行间原来自然状态。
（三）观测方法与步骤
1、光照强度的测定
光照强度的测定所用仪器是各种类型的照度计。
原理：照度计通常是用光敏半导体元件的物理光电现象制成的测量仪器，用于测定单位面积上物体所截取的光通量—光照强度，又称照度，其单位是1x 。仪器由受光元件和电流表组成。当受光元件硒光电池受光后，产生一定电流，并通过电流表，直接反映出照度值。
方法：观测使用前调整电流表指针正确指在零位上，然后将罩上减光罩的减光探头接线插入电表插入孔内，把减光头水平放在测定部位，打开减光罩，即可从电流表上读出指示值。
由于田间透光率不匀，在每个观测部位上均应水平随机移动测量数次，以其平均值代表该部位的光照强度，测定时可用数台仪器，在各测点同一部位同时进行，可用其中一台测定自然光照，以便计算主观部位的透光率。
注意事项：
（1）在任何情况下不得将感光探头直接暴露于强光下，以保持其灵敏度。
（2）光探头要准确水平地放置在测定位置，使光电池与入射光垂直，并将电流表放平，保证读数可靠。
（3）每一次测定遵循从高档（&100）到低档（&10，&1）的顺序。
（4）每次测定完毕应即将量程开关拨在“关”的位置，将光电池盖上。
2、温、湿度测定
湿、温度观测常用的仪器有观测空气温、湿度的玻璃液体温度计、机动通风干湿表、遥测通风干湿表测定空气温度、湿度的方法，其它参考农业气象学和土壤学实习指导。
原理：遥测通风干湿表由三部分组成。感应部分是二支铜电阻温度表，分别作为干球和湿球。直流电动机带动通风器以进行通风，此外还附有水盒插座，指示箱上有湿度开关和通风开关。测湿度的原理同干湿球温度表原理一样，观测时，首先测出干、湿球温度值，然后查表求得湿度，如调节测湿旋钮后，也可以测定相对湿度，其湿度比查表法偏低。
方法：先把感应部分的保护盒取下，通过其底架上的固定孔，用螺针平衡地安装在被测部位的中心位置，随后把有防护罩一端的电缆线插好，引出与指示箱联接。感应器的水盒中注入蒸馏水（若在负温时，测量湿度可在储水箱中用33%酒精和蒸馏水来保证）。
打开指示器盖，置电表锁紧器至各点位置（松开位置），再调整零点平衡，将通风开关置于“接”的位置上，通风2-3 分钟后即可进行读数。
读数前先将干湿球开关置于“干球”位置上，再按当时气温，估计拨动零上或零下开关，之后旋开关到“初测”位置，调节&10℃，&1℃的温度读数旋钮，使电表的指针在零附近摆动，此时“湿度”开关不打开。在完成初测后，随即将“初测”开关置于“精测”位置上，再仔细调节&10℃，&0.1℃的温度读数旋钮，使电表指针完全平衡地指在零上，拨开“初测”、“精测”控制开关于中间空档位置，记下温度旋钮读数，即&10℃+&1℃+&0.1℃加调整值，即为欲测的空气温度值。
湿球温度测定操作方法向上，只是把“干球”开关扳至“湿球”位置上，根据观测的干湿球温度，再查表计算核对湿度。
注意事项：
（1）仪器使用前后，指示箱上的通风开关和控制开关都应还原。
（2）在观测数较多时，指示器电桥如发现波动，偏转减少时，应立即更换电桥的电池。
（3）铜电阻温度表使用一年后或停用一阶段再使用时应重新鉴定和校正，以确保其测定精度。
3、风速测定
风速测定使用的仪器为热球式电热风速计。
原理：热球式电热风速计由热球式测头和测量仪表两部分组成。测杆的顶部有一直径约0.8mm 的玻璃球。球内绕有加热玻璃用的镍铬弹线圈和两个串联的热电偶。热电偶的冷端连接在支柱上，直接暴露在气流中，当一定大小的电流通过加热线圈后，玻璃球的温度升高，升高的程度和气流的速度有关，流速小时升高的程度大，反之升高和程度小。升高程度的大小通过热电偶产生的热电在电表上指示出来，再通过查校正曲线，就可读出当时被测的风速。
观测方法：
（1）使用前观察电表的指针是否指于零点，如有偏移可轻轻调整电表上的机械零螺丝，使指针回到零点。
（2）“校正开关”置于“零位”的位置，慢慢调整“粗调”及“细调”两个旋钮，使电表指在零点的位置。
（3）将测杆插在插座上，上端的螺塞压紧使探头密封“校正开关”旋至“满度”位置，慢慢调整“满度调节”旋钮，使电表针指在满刻度的位置上。
（4）然后再拨动“校正开关”置于“零位”的位置，慢慢调整“零位粗调”和“零位细调”旋钮，使电表指针回到零点位置上。
（5）经以上步骤后，轻轻拉动螺塞，测杆探头露出，即可进行观测。测定时，使测头上的红点面对风向，从电表上读出风速的大小。因风是阵性的，指针左右摆动，所以定出所需测定的时间内读数次数（一般在1－2 分钟内读十个数），再取平均数，最后根据所得的平均数查仪器所附的校正曲线，得出被测风速。
（6）在测定若干分钟（10 分钟）后必须重复以上（3）、（4）步骤一次，使仪器内的电流得到标准化。
注意事项：
（1）在风速测定中，无论测杆如何放置（垂直向上，倒置或水平位置），探头上的红点一边必须面对风向，在进行“满度”、“零位”调整时，测杆必须处于向上放置。
（2）测杆引引线不能随意加长或缩短，如导线有变动，仪器须重新校对后方可使用。
（3）如果敏感部件－热球上有粉尘，可将探头在无水乙醇中轻轻摆动，去掉粉尘，切不可用刷以及其它用具清洗，以免损坏热球及使热球位置改变，影响测量的准确性。
4、土壤湿度测定
用取土法或目测法。
四、观测资料的整理
在完成各个测点及各项观测内容后，首先将多项测记录进行误差订正和查算，并检查观测记录有无陡升或陡降的现象，找其原因决定取舍，然后计算读数的平均值，最后查算出各气象要素的值。
为了从测点的小气候特征中寻找它们的差异必须根据实验任务进行各测点资料的比较分析。在资料统计中，对较稳定的要素（如温度或湿度）可用差值法进行统计，而对易受偶然因素影响或本身变化不稳定的要素（如光照强度和风速）宜用比值法进行统计。这样得出的数据既便于说明问题，又利于揭示气象要素本身的变化规律。此外，应根据资料情况用列表法将重点项目反映在图表上。当平行资料不多或时间又连续的时候，用列表法比较适合，但在资料长而时间的连续性又显著的情况下，应力求用图示法来反映重要的变化特征。
1、取实测中的时间、测定位置（高度或深度）作出间套作模式，单作条件下一天内的光强变化曲线或模拟方程（列表亦可）空气温度、湿度、土壤湿度、风速的差异。
2、根据测定资料，对单作与间套作复合群体的植株状况与农田小气候作出综合评价。
实验八 轮作制度设计
一、实验目的
轮作是在同一块土地上，将几种不同的作物，在一定的年限内，按着一定的顺序轮流种植的形式。—个生产单位的轮作制度是由若干轮作方式组成的。轮作制度是作物布局和熟制类型在时间与空间上的具体体现，是种植制度的重要组成部分。建立合理的轮作制度是合理，充分利用和保护农业资源，实现农业连续增产、稳产的保证。也是建立结构稳定的农业生态系统的需要。
本实验通过对一个生产单位轮作制度的设计，使学生运用已学的理论知识。掌握与制定轮作制的原理和方法。
二、方法步骤
（一）收集资料
在拟定轮作制度时，应对当地的自然条件、生产经济条件及作物栽培等进行详细的调查了解，作为拟定的依据。
1、作物种植制度和轮作倒茬方式
它是拟定土壤耕作制的主要依据，并了解轮作中各种作物的播种期和收获期，作物品种搭配以及作物栽培技术等。
2、土壤条件及土壤灌水施肥制度
了解地形地势，土壤类型及土壤质地分布，土壤盐渍化程度，土壤生产性能、宜耕期长短，水利设施及灌溉制度，施肥种类、施用方法和时间，绿肥作物的栽培及翻压时间、方法。
3、气候条件
特别是气温，降水蒸发量、土壤封冻及解冻期，干旱风及霜冻等自然灾害的发生规律。
4、当地土壤耕作的主要经验
秋播，春播及填闲作物以及休闲期的土壤耕作措施与方法，深耕、浅耕及免耕的运用及其效果。基本耕作与播前耕作措施的配合，耙耱保墒及防止水土流失的经验等。
5、农机具及劳畜力条件
拖拉机及农具种类、数量，农田作业的机械化程度，耕畜和劳力状况等。
6、田间杂草的种类、数量及危害程度。
（二）划分轮作类型区，确定各区的作物组成和比例
根据本单位的土壤状况和各地块作物生产性能，确定各地块所应采取的轮作类型。然后根据本单位的生产要求—市场和个人对农、副产品的要求，并考虑既能充分利用又能积极地保护土地资源，确定各轮作区的作物类型和比例，这实际是作物布局的具体实施。
（三）确定轮作田区面积、数目和轮作年限
在每个轮作区内划分出若干个轮作田区，每个轮作田区内的作物较单纯，一般一种或二种。轮作田区是田间农事活动的基本单位。
轮作田区的面积应根据地形、地势及灌水、机械作业等条件确定。一般讲，每田区面积可取轮作区内各作物种植面积的最大公约数。若某些作物种植过少而特性又相似的可以与其他作物组成复区或间混种植。在生产上，田区面积一般小的不小于30亩，大的可达80－100亩。田区面积确定后，轮作区面积除以田区面积即为轮作田区数，轮作年限一般与轮作田区数相等。
轮作田区方向一般平地可按原方向，考虑运输、耕作的方便，坡地应等高设置，风沙地带应与主风向垂直。
（四）制定各轮作区内作物轮换顺序，列出轮作周期表
确定轮作中的作物轮作顺序，首先要了解各种作物对土壤肥力的要求以及对土壤的影响。作物对土壤的影响—方面取决于作物本身的生物学特性，另一方面取决于其生育期间所进行的农业技术措施，其中主要是土壤耕作、施肥和灌水。安排作物的轮作顺序时应尽量把施肥多的作物与施肥少的作物，直根系作物与须根系作物、豆科作物与禾本科作物轮换种植。将感染杂草作物与抑制杂草作物、感病作物（及品种）与抗病作物（及品种）间隔种植。
在安排轮作顺序时，也需考虑前后作物的生育期衔接，如果间隔太长会造成土地浪费。但短期休闲也有一定意义，要据地力状况而定。对前后衔接过紧的作物，可采用套种或育苗移栽等。
作物轮作顺序确定后列出轮作周期表。所谓轮作周期表就是一个轮作中各轮作田区每年的作物分布表。同一轮作区的各个田区，虽然以同样顺序来轮换，但是它们是以不同的作物作为循环的开始。在每一年中，各个田区所种植的作物包括该单位在一年中所要播种的全部作物，这样就保证稳定了作物布局，使各作物每年收量平衡。
（五）编写轮作计划书，绘制轮作田区规划图
将初步拟定的轮作制，经广泛吸收、征求群众意见后，经过再次修改审核，使之达到各项生产指标。并有较好的经济效益与生态效益，然后编写出轮作计划书。
为了保证轮作计划的实施，计划书还应包括相应的土壤耕作制，施肥与灌水制等其它与之配套的管理措施。
此外，还应制定轮作过渡计划，由于前作物的不同和地力的差异，各个轮作区内种植的作物往往不能立刻符合所设计轮作方案中规定种植的作物，因此需要按轮作区制定过渡轮作计划，通过适当地安排，使其有计划地、逐步地转变为新轮作所规定的各种作物，此后按计划顺序轮作。对一些特殊类型土壤及不能纳入轮作的非轮作地块，也需制定种植计划。
最后绘制轮作田区规划图。规划图的比例尺采用1:，绘制时要求准确无误。规划图的地块上应标明所属的轮作区，轮作田区及地块面积。要用符号标记清楚，如50/3-Ⅱ代表此地为第三轮作区的第二轮作田区，面积为50亩。
三、设计资料
1、在确定了A县B村所种植的作物种类及各类作物种植的面积之后，进而拟定其轮作制。
2、A县B村土地利用现状附图2。
1、设计B村的作物轮作制，并编写轮作计划书。
2、计算该村作物的复种指数。
实验九 农牧结合种植制度的调查分析
一、实验目的
学习调查并评价一个地区或生产单位农牧结合的现状与问题，为设农牧结合种植制度提供参考。
二、实验内容
农牧结合种植制度的调查与评价，首先要确定所调查地区或生产单位的边界。调查与评价对象可以是小到一个农户，大到一个县、地区乃至全国范围。但调查单位的边界必须明确，饲料、畜禽的生产、输入与输出必须界限明确。
农牧结合耕作制度的调查与评价一般包括以下几个方面：
（一）饲料资源供给强度及时间的调查与评价
1、对所调查单位的所有可用作饲料的农产品进行逐一的调查与登记，记
载其数量、质量、生长季节及保存期等。并查阅有关各种饲料营养物质的含量，
计算出营养价值（表9-1）。
表9-1 饲料饲草生产调查表
饲草料种类
注：各饲料、饲草的蛋白价、脂肪价、营养价，查《饲料手册》。
2、调查调出和调入本单位的饲料饲草的数量及饲料价（表9-2）。
表9-2 饲料饲草资源调入调出表
饲草料种类
3、根据本单位生产的饲料量及调入调出的饲料量，计算出饲料资源的总
量、饲养价及季节分配量（表9-3）。
表9-3 饲料资源总量汇总表
饲草料种类
（二）家畜家禽数量结构、饲料需求强度与时间的调查（表9-4，表9-5）
表9-4 家畜家禽存栏调查
折合猪单位
表9-5 饲料需求强度与时间调查表
折合猪单位
（三）农业结合耦合度（AC）的计算与评价
农牧结合的耦合度是指一个生产单位或地区农牧的匹配程度。可用饲料供给强度（FO）与需求强度（FN）之比来表示。
当AC 大于1时，表示饲料饲草资源有剩余，未能被充分利用，反之，AC小于1时，饲料饲草资源不足。AC 等于1时，农牧结合耦合系数（Collpling coefficient）最高，表明农牧匹配最合理。
根据生产及科研工作的需要，还可以计算不同营养物质（蛋白质、脂肪、能量及矿物质）及不同时期农牧结合的耦合度。
（四）饲料转化效率
饲料转化率的调查，相对比较困难。要取得准确而详细的资料，必须选择不同畜禽品种，对其日食量、日增重进行逐日的测定与记载。本实习则选择较粗的调查法，用每公斤肉、蛋、奶等畜产品所消耗的饲料、饲草量来反映饲料转化率（表9-6）。
表9-6 饲料转化效率调查表
总饲养日 （日）
总增重 （kg）
总耗精料 （kg）
总耗饲草 （kg）
饲料转化率 （耗精饲料/kg 产品）
折合猪单位
（五）畜牧业为农业提供有机肥料量的估算
根据畜群的数量与结构，可以推算出畜牧业对种植业提供的有机肥料的数量与质量，并可根据纯养分量折算为化肥当量，折算标准可参用表8-7。不同地区不同畜种有差异者可经过实测对表中参数进行修正。
表9-7 各种有机肥料有机质与养分含量及来源
N (kg/头&年)
P2O5 (kg/头&年)
K2O (kg/头&年)
折能(106cal/&年)
残茬秸秆(干)
注：有机肥中粪损失氮以50%、磷25%、尿损失氮75%、磷损失62.5 计。
三、材料及用具
（一）基础资料
一个生产单位或地区的种植业和畜牧业的生产统计资料，包括各作物的面积、单产、总产、经济系数、农副产品剩余量等，以及各种畜禽的存栏、出栏状况、畜群结构及年龄结构；饲料饲草生产及调入、调出资料；各种畜禽品种饲养日及饲料消耗量。
（二）用具
PC 计算机、计算器、台秤、天平等。
四、方法步骤
1、确定饲料供应强度及时间分布
根据已给资料及学过的知识，整理、计算出所设计的生产单位或地区的饲料饲草供应强度及时间分布，并绘出饲料供给图。
2、计算饲料需求强度及时间分布
根据各种畜禽品种的数量、结构出栏率、存栏数、总饲养日，计算出饲料总需求量及时间分布情况，并绘出饲料需求强度及时间分布图。
3、计算农牧结合的耦合度
根据饲料供给强度及时间分布，饲料需求强度及时间分布，计算农牧结合的耦合度（AC），并绘出饲料饲草短缺或剩余及时间分布图。
4、计算有机肥数量及化肥当量
根据畜群的结构与数量计算有机肥的数量，并根据纯养分（含纯N 及P2O5）量换算成标准肥当量。
5、农牧结合耕作制度优化设计
指出可行的优化方案，并在小调整、大稳定的优化基础上，进行大调整、小稳定的资源匹配利用优化设计，为今后农牧结合提供方向性规划。
6、对设计、优化方案进行可行性分析与效益预测及评价。
某县地处我国华北地区，属大陆性气候。年≥10℃积温4500℃，年降水量700mm，年日照时数1350h，辐射量为120cal/cm2&y，交通便利，市场稳定。适种各种喜温及喜凉作物和饲草。其它条件详见表9-8。试分析该县农牧结合的现状与问题，并提出进一步发展农牧耕作制度的优化方案。
表9-8 某县农牧业生产基本情况
总人口（万人）
纤维秸秆（万kg）
总耕地（万亩）
油料秸秆（万kg）
农业人口(万人)
大中拖拉机（W）
总劳力(万人)
小拖机（W）
大牲畜（万头）
排灌机（W）
役畜（万头）
机引农具（马车/人力车）
猪存栏（万头）
农机总动力（W）
羊存栏（万只）
农用电力（万度）
家禽（万只）
农用石油（万t）
鲜饲草（万kg）
农药用量（万kg）
购入干饲草（万kg）
氮（纯）（万kg）
购入饲料（万kg）
磷（纯）（万kg）
种子（万kg）
钾（纯）（万kg）
豆科面积（万亩）
有机质（%）
谷物面积（万亩）
农作播面（万亩）
纤维产量（万kg）
有效灌溉面积（万亩）
化肥用量（万kg）
猪肉（万kg）
机耕面积（万亩）
羊肉（万kg）
油料产量（t）
鸡蛋（万kg）
谷物秸秆（万kg）
鸡肉（万kg）
实验十 种植制度中养分平衡方案的拟定
一、实验目的
合理施肥，供给土壤足够的养分，满足作物的需要，实现土壤中养分平衡，保证作物的高产、稳产。通过此次实验方案的拟订，使学生明白各种植制度的特点，熟练掌握养分平衡方案拟订的方法步骤，应用所学理论，以产定肥科学施肥，合理分配生产单位的有机肥和无机肥，要求农田养分达到基本平衡有余。
二、实验原理
根据农田养分输入和输出的循环规律，贯彻用养结合，建立农田养分平衡，达到土壤中的有机质平衡和养分平衡，保证种植制度中各作物产量增加和地力的相应提高。
综合上述原理可计算出应施肥的数量，其公式为：
注：1、计划产量所需养分量以形成100kg经济产量所需养分量（kg）来计算；
2、土壤供肥量（无肥区产量）可根据某种土壤不施肥的产量而定。土壤供肥量试验公式如下：
3、在算出应施数量时，要求多出10%作为机动。
三、方法步骤
1、研究熟悉本单位的种植制度中，各田块土壤肥力和肥源、劳力、水利等情况。
2、计算实现计划产量指标所需的养分，（根据每形成100kg经济产量所需养分多少计算，见表10－1）。
3、在给定不同作物的地力产量水平的基础上，依每形成100kg经济产量所需养分折算出土壤养分供应量。
4、通过养分平衡，即：（2－3）得出计划产量所应补充的供应量（kg/mu），进而求得轮作周期中要补给的养分总量（kg/mu）。
5、根据供肥计划，折算出所含养分总量（kg/mu），和4中的结果进行比较，从而得知养分平衡盈亏情况，根据“肥料中养分供应量比平均需要量多10%”和“肥料中养分供应量（表10－2）和肥料利用率（表10－3）” 计算出应增施的肥料种类和数量或者调整种植方案。
6、制定养分平衡方案和肥料分配方案表。
表10-1 农作物每形成100kg经济产量所需养分数量
1000kg鲜草
表10-2 主要农肥养分含量
人粪尿790kg/人?年
4.65kg/人?年
1.45kg/人?年
1.15kg/人?年
畜粪尿5300kg/头?年
35.0kg/头?年
14.0kg/头?年
30.0kg/头?年
猪粪尿1150kg/头?年
4.60kg/头?年
2.45kg/头?年
9.35kg/头?年
表10-3主要化肥养分含量及利用率
养分含量（％）
利用率（％）
四、作业与要求
（一）作业
某生产单位采用小麦－青贮玉米→油菜－玉米→小麦－大豆→小麦－玉米的四区轮作方式，每区面积6hm2，各种作物计划单产和总产见下表，主要农肥种类与数量为：玉米秸秆还田75000kg，麦草还田72900kg，菜籽饼还田13500kg，饲养猪45头，大家畜12头，垃圾20000kg，该单位职工及家属47人生产的人粪尿可作肥料使用。在农肥中，人粪尿、猪粪、饼渣为速效肥料，养分当季利用率为N35%、P30%、K60%，厩肥、秸秆、堆肥及垃圾为迟效肥，养分的当季利用率为N20%、P20%、K50%。试为该单位拟订农田施肥方案。
（二）要求
1、该生产单位农作物单产、总产与养分需求（kg）
表10-4 农作物单产、总产与养分需求
单产（kg/hm2）
总产（kg）
2、 轮作区作物所需养分估算
表10-5 轮作区作物所需养分估算
作物及面积 （hm2）
养分供需状况 （kg/hm2）
3、农肥提供量
表10-6 农肥提供供状况及平衡途径
农肥提供情况
生产需要量
减少生产任务
扩大生物养田
农肥提供量
开辟其它肥源
表10-7农肥提供量
4、农肥提供状况及平衡途径
5、肥料分配方案
表10-8 肥料分配方案
每公顷拟用的肥料种类与数量（kg）
田区肥料使用量
实验十一 不同耕法土壤物理性状的测定与比较
一、实验目的
耕层构造是指耕作层土壤在毛管水饱和状态下，土壤中固相、液相和气相三者比例状况。液相指毛管孔隙。气相指非毛管孔隙即空气孔隙，在不同的耕作栽培条件下，耕层构造是不同的，在不同生育时期，对耕层构造的要求也是不同的。
通过本实验可以了解不同耕作方法、工具对耕层构造状况的影响，作物生育不同时期耕层构造的变化，熟悉测定耕层构造的原理和方法。
二、实验原理
耕层构造是在耕作土壤保持田间原状的条件下，使其达到毛管饱和状态时的土体固相，液相和气相的比例关系。首先是要求获得原状土样，其次使毛管水饱和，然后测定毛管水饱和状态下的含水量及土壤的容重和比重，计算三相各占有的体积。固相体积为土样干重除比重（或土壤容重除比重），总孔隙度为土样体积减去固相体积，毛管孔隙为毛管水饱和后的含水量（按1克水体积等于1cm3计），非毛管孔隙为总孔隙减毛管孔隙。
三、方法和步骤
1、在不同农业技术措施条件下的对比地段自上而下分层取出一定深度（表层，中层，犁底层）的土壤。
（1）检查环刀的容积是否是100cm3，并且编号，进行称重（环刀重）。
（2）在田间找土壤没有受到破坏的原状土样为取样点。
（3）将环刀垂直压入土壤，对于较硬的土壤可以用锤子轻轻敲入，使土样完全充满取土环刀，然后取出环刀，用刀切平两头，清除环刀外的泥土，加盖，速带回室内，切勿振动和土散落。
2、土样室内处理
（1）除去环刀无眼盖称重，然后裹好纱布。
（2）准备吸水槽（可以用瓷盘代替），然后在瓷盘中放入培养皿，将称重的环刀土样放在培养皿上（培养皿上最好放一张滤纸，确保吸水效果好），水面不能超过环刀底部。
（3）24小时后开始称重，以后每天称一次，一直到恒重为止（称重时把纱布拿下来擦干，使土壤散失即为饱和水土重。
（4）倒出饱和土壤样品，充分混合后，取小土样20克左右放入预先烘干，称重和编号的铝盒内，立即加盖称重。然后放在105℃的烘箱内将土样烘至恒重（大约7-8小时）。
四、 计算方法
1、土样体积：即环刀内缘体积（V），单位为立方厘米（cm3）。
2、毛管水含量为小土样失去的重量与烘干土重之比，液相体积为全环刀干土重乘土壤含水量。
毛管水含量(%)=&100%
3、干土样重为湿土样重除去毛管水部分后的重，再除以土样容积（V）为土壤容重，除以比重得固相体积。
土样干重(W)=
土样容重（g/cm3）=
土样固相体积（%）=&100%
4、气相体积（%）= 1-固相体积比-液相体积比
五、仪器设备
环刀、切土刀、小土铲、粗天平（0.5-500g）、天平（0.01-100克）、盘、铝盒、烘箱、米尺、滤纸、纱布、橡皮筋、培养皿、干燥玻璃铅笔。
整理分析测定并评定不同技术条件下的耕层构造。
表11-1 耕层构造测定记录计算格式
处理 层次（cm）
表层 中层 犁底层
记录取土样田间状况和全部测定数据。
表11-2 耕层构造测定记录和计算表
土样吸水至饱和
环刀号 环刀重(g) 环刀体积(cm3) 环刀+自然湿土重(g) 环刀+吸水后温土重（g） 自然湿土重(g)（大样） 吸水后湿土重(g)（大样）
（1） （2） （3） （4） （5）=（3）-（1） （6）=（4）-（1）
毛管饱和含水量
铝盒号码 铝盒重 铝盒+小湿土重(g) 铝盒+小干土重(g) 小湿土含水量(g) 小土样干重(g) 吸水后土壤重量含水率(%)
（7） （8） （9） （10）=（8）-（9） （11）=（9）-（7） （12）=[（10）/（11）]*100
大土样干重(g) 土壤容重(g/cm3) 土壤比重(g/cm3) 自然土壤重量含水量(%) 固相体积(cm3) 总孔隙体积(cm3) 毛管孔隙体积(cm3) 非毛管孔隙体积(cm3) 固相：液相：气相（以实数表示） 固相：液相：气相分别为： ： ：
(13)=(6)/[(1)+(12)] (14)=(13)/(2) (15)=(2.65) (16)=[(5)-（13）]/（13） （17）=（13）/（15） （18）=（2）-（17） （19）=（6）-（13） （20）=（18）-（19）
测定日期： 测定者：
实验十二 一个地区（或农户）耕作制度的综合设计
一、实验目的
熟悉耕作制度设计的一般方法；综合应用所学的知识分析问题，增进对耕作制度总体性的认识与综合运用能力。
二、实验内容
进行一个地区耕作制度设计时，涉及面要更宽些，更宏观些。而进行农户耕作制度调整时，可着重从经济效益与市场进行分析。
耕作制度设计一般包括下面几个内容与资料。
（一）对资源与现有耕作制度的评价
1、该单位农业气侯、土壤条件、社会经济条件以及科学技术因素的特点是什么？与种植制度有什么关系。
2、农林牧、粮经饲、夏秋粮的比例是否协调？
3、复种间套轮作方式的安排是否恰当？
4、增产潜力与障碍因素何在？
5、用地与养地的关系、生态平衡、经济效益如何？
（二）耕作制度调整
1、土地利用状况、耕地、林地、草地用地等（表12-1）
2、作物构成（表12-2）。
3、复种指数，复种间套轮作方式（表12-3~表12-8）。
4、提高产量、培养地力，保持生态平衡、增进经济效益的重大措施。
（三）调整方案的可行性鉴定
1、资源利用效益。
2、产量效益。
3、能量效益与水分、养分平衡。
4、经济效益与市场。
5、社会效益。
表12-1 土地利用
表12-1 土地利用（续）
耕地粮食（kg/亩）
人均粮食（kg/人）
每劳力产粮食 （kg/人）
表12-2 粮食作物构成
粮食播种面积（万亩）
单产 (kg/亩)
总产(万kg)
表12-3 经济作物构成
经作播种面积（万亩）
单产 (kg/亩)
总产(万kg)
表12-4 饲草作物构成
饲草播种面积（万亩）
禾本科牧草
单产 (kg/亩)
总产(万kg)
表12-5 蔬菜瓜果构成
苹果播种面积（万亩）
单产 (kg/亩)
总产(万kg)
表12-6 种植模式类型
间套复种面积（万亩）
单产 (kg/亩)
总产(万kg)
表12-7 种植模式与作物历
单产 （kg/亩）
三、材料及用具
1、一个生产单位农业资料、生产、流通等方面的原始资料。
2、计算器、耕作学教材、绘图纸等。
表12-8 轮连作
四、方法及步骤
1、熟悉所给资料。
2、明确耕作制度优化设计目标。在生产、经济、生态及社会四大效益中选择一个为目标，或采用多目标规划。
3、明确资源与现行耕作制度的特点与问题。
4、根据现行耕作制度的问题与资源优、劣势进行耕作制度重新规划与设计。
5、设计方案的可行性分析。
根据下列资料，对该县耕作制度进行综合设计。
（一）自然条件（表12-9）
表12-9 某县自然条件
平原：海拔50-100m 则洪积平原，地面平坦，坡度＜6&。
山区：海拔400-800m，坡度20-30&起伏大，气侯地形复杂，水土流失严重，侵蚀模数为5000t/km2。
（二）生产条件
平原：土地44 万亩，耕地30.6 万亩，垦殖率70%，森林覆盖率8%。土壤为潮褐土，有机质0.91%-1.33%，全氮0.054%-0.081%，速效磷6-15ppm，速效钾为55-125ppm，土质为壤土。
山区：土地30万亩，耕地3.6万亩，垦殖率12%，森林覆盖率14%，宜林山地有20 万亩。土壤为褐土，有机质1.66%-2.41%，全氮0.092%-0.20%，速效磷10 ppm-16ppm，速效钾108 ppm-225ppm。
平原；灌溉面积26 万亩，占85%，大部靠井灌，排水流畅。
山区：灌溉面积1 万亩，占28.3%。
平原：每亩施农家肥4m3，含氮16kg，磷8kg，钾22kg，每亩施标准氮肥75kg，磷肥30kg，农药0.4kg（纯）/亩。
山区：每亩施粗肥3m3，含氮13kg，磷6kg，钾16kg，每亩施标准氮肥50kg，磷肥25kg。
4、人口劳力
平原：农业人口15.7 万，人均耕地1.95 亩，劳力7.1 万，劳均耕地4.3。
山区：农业人口3.6 万，人均耕地1.0 亩，劳力1.6 万，劳均耕地2.3 亩。
平原：猪0.5 头/亩，大牲畜0.1 头/亩，羊0.1 只/亩。
山区：猪0.3 头/亩，大牧畜0.05 头/亩，羊0.3 只/亩。粪便中含有机质量（kg/年）：大牧畜764、羊82、猪150、成人18。
平原：1 台大中型拖拉机负担800 亩，折合976W/亩，小型拖拉机1 台负担234 亩，折合599W/亩，每台电机机动负担31.7 亩，折合0.2KW/亩，机耕面积80%，农业机械折1.3kg/亩，农业用电25 度/亩，用油24kg/亩。
山区：农业机械折合1kg/亩，机耕面积40%，农业用电12 度/亩，用油6kg/亩。
平原：燃料60%靠秸秆，30%靠煤，秸秆除燃料外，有10%作饲草，20%还田。
山区：燃料30%靠秸秆，40%靠薪柴，20%靠煤。
（三）社会经济条件
1、地理位置：该县离大城市150km，交通方便。
平原：要求产1.25 亿斤，提供商品4000 万公斤，同时要增加对城市的肉奶蛋的供应。
山区：目前粮食不能自给，要求增加经济收入，并减少水土流失，改善生态环境。
平原：1980 年平均粮食亩产334kg，每人占有粮食571kg，吃241kg，人均分配179 元，每劳力产1142kg，总收入2377 万元，其中种植业占47.6%，果林1.45%，牧8.51%，渔0.096%，工副业40.6%。
山区：1982 年平均粮食236kg，每人占有粮食202kt，吃粮236kg，人均分配117 元，每劳力产粮501kg，总收入925 万元，其中种植业占43%。果树9.7%，牧6.9%，工副业38%。
（四）科学技术与农艺水平（表12-10）
表12-10 科学技术因素与农艺水平
氮肥（kg/亩）
（五）耕作制度现状（表12-11、表12-12、表12-13）
平原：复种指数149.3%，一熟面积50.7%，两熟面积占49.3%。
山区：复种指数144%，一熟面积占56%，两熟面积占44%。
表12-11 耕地利用现状
耕地 (万亩)
农业人口(万)
人均耕地(亩/人)
劳均耕地(亩/人)
表12-12 农作物播种面积
表12-12 农作物播种面积（续）
表12-13 农作物产量
亩产（kg/亩）
总产（万kg）
亩产（kg/亩）
总产（万kg）
复种类型：
平原：2.5-2.7m畦的三茬套种占60%，2m畦两套占20%。
平原：小麦—玉米→小麦—玉米（水浇地）
麦—稻→麦—稻—稻（水田）
玉米→玉米→豆类（旱地）
山区：小麦+玉米→小麦+玉米（水浇地）
玉米→玉米→谷子→薯、豆类（旱地）
小麦/玉米→小麦/玉米（水浇地）
实验十三 土壤耕作措施的选配
一、实验目的
各种土壤耕作措施有其特定的作用，在生产上需要根据气候、作物、土壤要求和经济效益相结合进行合理选用与配套才能起到改善农田肥力条件、培肥地力、促进作物持续增产的目的。通过对特定地区各种作物所需土壤耕作措施的选配，熟悉各地耕作措施的作用与选配方法。
二、实验内容
1、调查研究，收集资料
（1）了解各种作物的轮换顺序、播种期、收获期及采用的主要耕作措施。
（2）了解当地的气候因素对土壤耕作的影响。
（3）了解土壤特性和水利条件对土壤耕作的要求。
（4）了解施肥、除草等措施对土壤耕作的要求。
（5）了解农机具的数量和作业性能。
2、根据种植制度特点，选配相应的土壤耕作措施
（1）以轮作方式为主线，合理选配土壤耕作措施。
（2）基本耕作措施与表土耕作措施要合理搭配。
（3）要考虑施肥、灌溉、覆膜等措施对土壤耕作的要求。
（4）以播前土壤耕作为主，作物田间管理措施不必列出。
（5）为了降低成本，提高效益，尽量减少作业层次或采取联合作业。
为下列生态类型区选配土壤耕作措施。
1、新疆干旱半干旱区土壤耕作措施选配。
表13-1 小麦→油葵→棉花
2、新疆南疆地区生荒地土壤耕作措施选配。
表13-2 水稻→冬小麦→棉花
3、关中平原灌溉区土壤耕作措施选配。
表13-3 小麦/棉花→小麦→玉米→小麦→芝麻
4、新疆南疆灌溉区土壤耕作措施选配。
表13-4 小麦→水稻（插秧稻）→棉花→棉花
实验十四 不同技术条件下翻地质量的评定
一、实验目的
使学生学会检查翻、耙地质量的方法，掌握质量标准。耕、耙地作业的主要目的是破碎土块，平整土地，保持水分，覆盖肥料和消灭杂草，为农作物的种子发芽生长创造良好条件。为此，耙过的土地，地面要平坦，不得有漏耙、硬耙和深沟，碎土良好，土块最大直径不得超过3厘米。
二、仪器设备
米尺，记录笔，纸，铁锹，百米绳。
三、方法和步骤
（一）翻地质量检查
在田间机耕或翻地时进行实习。
机耕同时测定犁沟壁的实际深度或在翻地后的地块上测定耕松土层的深度，取10点平均。后者的实际耕深为耕松层深度乘以耕松系数而得，耕松系数为0.8。
表14-1 翻耕质量验收标准
项目标准 等级
开闭垄状况
地头地边耕翻情况
实际耕深与规定耕深之差不超过&1cm
实际耕幅与规定耕幅之差不超过5cm
立垡，回垡率不超过3%
个数尽可能少，沟宽不大于35cm，深不大于10cm闭垄无生格子高不超过10cm
残株杂草覆盖严密
开闭垄多或超过上列标准
覆盖不严密
围耕不整齐。
以1，4，5，6四项为主要指标，达到标准认为合格，其中有一项达不到标准都是不合格。六项全达到标准为优。
耕幅准确与否是有无漏重耕的标志。L-5-35五铧犁，耕幅为35cm/铧。测定方法是：从即将耕到的未耕地上取一点，量出该点至梨沟壁的距离（约5-6米），经两趟机耕后，再次测定该点到犁沟壁的距离。两者之差就是犁翻的实际宽度，以此除以犁体耕翻趟数即为耕幅。五点平均。
3、土垡转散碎情况
按对角线法选五点，每点上测出一耕幅10米长度的回垡、立垡长度，并计算出立垡、回垡（垡线与犁底层所呈角度为翻垡角，翻垡角为80-100&的垡片为立垡，大于100&的垡片为回垡、立垡，回垡长度的百分率为立垡、回垡率）。
对各开沟与闭垄随机取3-5点，测出各点宽度，高度，深度。求其平均值。
5、覆盖情况
目测整个地块是否有明显的残株，杂草。
6、质量评定
见表14-2。
（二）耙地质量评定
1、耙深不够
作业机组驶过后，垂直耙幅的方向，轻轻将土壤扒开检查，并测量所耙深度。在整个地号耙完后。按对角线的方法，选择具有代表性的5个测点，然后将土壤一层一层的扒开，直到未耙土层为止，测量耙层厚度，即为实际耙深。
2、耙深不匀
尾随在耙地机组的后面，选择带有代表性的地段，沿耙幅的方向轻轻将土壤扒开，检查衔接行程和本行程各耙片的入土深度。从测出的最深和最浅的数值中，可知耙深的均匀程度。
3、碎土不良
当整个地块耙完后，按对角线的方法，选择5个具有代表性的测点，每个点以1*1m2的面积，检查测点内有直径5厘米以上的土块，超过5个时，即为碎土不良。
4、地面不平
整个地块耙完后，按对角线的方法，选择5个具有代表性的测点，以10米宽的距离两对角线拉紧绷直，用尺测量地表面最高土棱和最底土沟的数值，两者相差高度和水平面相比，即为地面不平度。
在机组作业中，尾随耙组后面，分别检查每台耙之间和往复行程之间的衔接程度。整个地块全部耙完后，进行普遍检查，并测量大大小小不同形式的漏耙面积，再与地块总面积相比，即为漏耙率。
根据行田间调查，并将各项的结果填入表内。
表14-2 翻地作业质量检查记录表
垡片翻转情况
开闭垄情况
地点地边情况
残株杂草覆盖情况
平均 单项评定
单位： 面积： 机具型号： 日期：
调查分析田间耙地质量，列出下列表格，并分析该结果对作物的影响。
表14-3 耙地作业质量检查记录表
地面平整情况
耙深匀度情况
平均单项评定
实验十五不同作物光能利用率的计算(设计性)
一、提出问题
光能利用率是在一定时期内(全年或某作物生有期)，单位面积上，作物干物质积累的化学能占同时期投入该面积上太阳光能(即生理辐射)的百分率。它是光合面积、光合效率、光合时间的综合反映。光能利用与当地太阳辐射量、作物叶面积指数、土壤肥水供应情况等有关。是多因素综合作用的结果。光能利用率决定了作物产量；反之，作物产量也可以计算光能利用率。
1、南疆光资源分布特点是什么
2、作物光能利用率高低说明了什么
3、各地区不同作物的最大理论光能利用率是多少？
4、如何计算不同作物光能利用率？
某生产单位播种玉米300亩，平均由产450公斤，总产13.5万公斤；播种大豆150亩，平均亩产150公斤，总产2.25万公斤；播种高粱50亩，亩产850斤。总产4025万斤。实行一年一熟的大豆，玉米，高粱三区轮作，计算该生产单位的：(1)玉米光能利用率；(2)大豆光能利用率；(3)高粱光能利用率；(4)该单位600亩耕地全年的光能利亩率。
不同作物单位干物质的产热量以一般参数按每克干物质产热17.85KJ计算。(1克碳水化合物储存能量15.12-17.64KJ，1克蛋白质18.48-23.52KJ，1克脂肪37.8-39.9KJ)。
太阳辐射到地面的生里辐射量以太阳总辐射量49%计算。
辐射量全年为122.13kcal
玉米为20/4播种，10/5出苗，18/9成熟，生育期132天。
大豆为22/4. 12/5出苗，25/9成熟，生育期137天。
高粱1/5 播种，14/5出苗，30/9成熟，生育期140天。
玉米的经济系数0.46、大豆的经济系数0.30、高粱的经济系数0.42。
表15－1 太阳总辐射（kcal）（需要换算）
三、设计实验
1、需要的实获仪器与设备:无
2、需要的实验用品:无
3、需要的化学试剂:无
4、需耍准备的实验材料:无
5，实验设计(学生自己设计实验)
四、进行实验分析:
实公数据整理
五、结果分析，实验所得结论。
实验设计有没有不合理的地方?操作中有没有失误?测定数据和所得结论是不是可靠?
把你的探究过程及结论告诉老师和其他同学，或者把这个探究记录给他们行，征求他们的意见。既要改正自己的错误，弥补不足，又要为白己的正确现点和做法辩护，把交流的情况简要地记下来。
实验十六 农作模式优势度评价
一、实验目的
使学生学会利用统计数据对不同不同地区农作模式优势度进行分析评价。
二、实验步骤与内容
（一）农作模式优势度
是指某一农作模式对当地现存生态、经济、社会综合条件的适应性和功能表现，是现实的农业生产与区域综合环境条件相互协调、融洽程度的反映，是判断该模式是否该优先发展的重要量化指标。农作模式优势度，通常由农作模式与所在区域生态环境条件适宜性的比较优势即生态优势度、与所在区域自然条件综合环境条件下经济效益的比较优势即经济优势度、与该模式所生产的农产品商品率和对劳动力的吸纳程度比较优势即社会优势度三个因素构成。
生态优势度是指在现有的生产技术条件下，农作模式生产与资源环境现状的生态适宜程度的比较优势。本文将从不同农作模式生产对自然资源的利用和对生态环境的影响两个角度进行选取。
（二）农作模式对自然资源的利用
气候资源、土地资源和水资源是影响农业生产的主要自然资源，土地资源和水资源相较气候资源而言更加稀缺。另外，土壤中的养分资源是影响农业生产能力的至关重要的因素。
1、土地资源产出率：土地资源的状况不仅影响特定农作模式下的产量，而且还严重制约着农作模式的改变。因而，某种模式下的农业生产能否高效利用土地资源，可以用该模式下的土地资源产出率的高低来表示。该指标数值用某种农作模式在某地区的周年单位面积产量来表示。用公式表示为：
LRij为农作模式i在j地区的土地资源产出率，它等于模式i在子单元j的单元面积产量。
2、水资源的产出率：水资源具有数量稀缺性、功能不可替代性和可再生性的特点，其对各区域种植业生产有着重大的影响。某种模式消耗单位水资源所得经济产量，即水资源利用率的高低对该模式的发展具有重要的影响。另外，由于作物“耗水系数”是指作物生产单位经济产量所消耗的水量，所以本文水资源产出率可以公式表示如下：
WRij为农业模式i在j地区的水资源产出率；WQij为农业模式i在j地区的周年单位面积用水量。
3、养分转化利用率：作物对土壤中养分的转化利用能力对其自身生产发展产生决定性的作用，该利用率越高则说明对资源利用率越高、越适应环境。目前作物生产所需的养分大多来自于人工施用的肥料，而当前施用的肥料中有机肥料的比例比较小，主要是化学肥料，所以本文用化学肥料的农学效率来表示农作模式对土壤养分的转化利用率指标。用公式表示为
FRij表示农作模式i在j地区养分转化利用率；FQij 表示农作模式i在j地区的化肥使用量（折纯量）。
（三）模式对生态环境的影响
农业生产过程中广泛大量使用化肥、农药等生产资料确实促进了农业的增收，增加了农民的收入，但由于农业生产技术水平的限制，国家对化肥、农药使用量并不能实施科学有效的控制，导致农业生产过程中化肥、农药很大一部分不可避免地流失到生态环境中，不仅严重破坏环境，而且严重阻碍了农业生产能力的提高。
1、化肥流失量：化学肥料施用不当导致农业生产环境污染日趋严重。有研究表明，湖泊富营养化的50%、河流的60%来自于农田径流，在农田降水径流和由渗漏排出的氮素中，有20%~25%是当季施用的氮素化肥。
FOQij=NQij&RNij+PQij&RPij (3) 式中：FOQij为农作模式i在j地区的单位面积化肥流失量；NQij为农作模式i在j地区的单位面积氮肥施用量（折纯量）；RNij为农作模式i在j地区的氮肥流失系数；PQij为农作模式i在j地区的单位面积磷肥施用量（折纯量）；RPij 为农作模式i在j地区的磷肥流失系数。
2、农药使用量：农药使用对环境产生的影响和化肥明显不同，化肥中含有生物生长所需的养分，只有流失到水环境中产生富营养化和过度使用造成土地盐碱化时才显示出它的危害之处；而农药完全是有毒物质，其在挥发杀虫、除病等作用后总量并不明显减少，之后无论是被作物吸收还是残留在土壤中、淋失到水环境中都是有害的，一般都需要经过相当长的一段时间之后才能被自然降解，有些农药甚至基本不能降解，所以农药的使用量越大其对环境造成危害的可能性就越大。本文选用某种模式下农业生产中的农药使用量来表示其对环境产生危害的大小。
TQij为农作模式i在j地区的单位面积农药使用量。
（四） 经济优势度
经济优势度指标是指在一定的区域自然社会综合环境条件下，不同农作模式生产过程中其经济效益的计较优势。本文主要选择以下几个指标：
1、土地利润率
该指标是指某农作模式下的农业生产在单位面积土地上所取得的经济净利润，其值越大表示该模式发展越有优势。
LCRij即UAPij，为模式i在j地区的土地利润率;UAPij为模式i在j地区的单位面积净利润。
2、劳动力利润率
农业是解决人口就业的一个重要产业，但影响农民是否选择从事农业生产的一个重要因素就是劳动力净利润。劳动力净利润率即劳动力单位工作量所取得的经济净利润，该指标值越大则意味着农民从事该模式下的农业生产的意愿会越强烈，该模式对社会经济的健康发展贡献则越大。
式中：WCRij为模式i在j地区的单位面积劳动力利润率；UAPij为模式i在j地区的单位面积净利润；UWQij为模式i在j地区的单位面积用工量。
3、 现金利润率
该指标是指某农作模式下的农业生产的单位现金成本所取得的经济净利润。某农作模式的资金成本利润率指标值越大，则越有利于该模式的生产发展。
式中：CCRij为模式i在j地区的单位面积劳动力利润率；UAPij为模式i在j地区的单位面积净利润；UWQij为模式i在j地区的单位面积现金成本。
（五）社会优势度
社会优势度就是指农作模式生产对社会需求的满足程度、对社会贡献程度，本文选择了农产品商品率和劳动力吸纳指数等两个指标。
1、农产品商品率
农产品商品率是反映一个国家或一个地区农业发展水平和商品性生产发展程度的重要标志。
ARij为农作模式i在j地区的农产品商品率。
2、劳动力吸纳指数
本文将劳动力吸纳指数用每亩用工量数值来表示。
WAIij表示模式i在j地区的劳动力吸纳指数。
图16-1 农作模式优势度评价指标体系
（六）构建评价模型
1、单指标优势度计算
化肥流失量、农药使用量指标优势度计算
式中：PAijk为模式i在j地区第k项评价指标的优势度；（1/Ajk）jmax表示在j地区内所有模式第k项评价指标值倒数的最大值。
2、其他指标优势度计算
式中：PAijk为模式i在j地区第k项评价指标的优势度；Aijk为模式i在j地区第k项评价指标的指标值；Ajkmax表示j地区所有模式第k项评价指标的最大值。
3、模式综合优势度评价模型
该模型是集中反映生态、经济和社会等多要素交互作用下模式综合优势度：
式中：PAIij表示模式i在j地区的综合优势度；PAijk表示模式i在j地区的第k项评价指标的优势度指数；n表示评价要素指标的个数；Rk表示第k项因子对综合优势度的贡献权重，各权重之和等于1.
4、评价指标的赋权
本研究中指标的赋权采用AHP法，基本步骤如下：
（1）建立指标体系的递阶层次结构。
（2）构造两两比较判断矩阵。
（3）计算权重并进行一致性检验。
（七）实证分析
1、评价区域及主要农作模式
评价区域：江苏省、安徽省、浙江省和江西省。评价对象：江苏省、安徽省为小麦—单季稻（M1）、油菜—单季稻（M2）、蔬菜—单季稻（M3）、冬闲—单季稻（M4）、小麦—棉花（M5）、小麦—玉米（M6）、油菜—棉花（M7）等7种主要农作模式；浙江、江西省为冬闲—双季稻（L1）、绿肥—双季稻（L2）、油菜—双季稻（L3）、油菜—单季稻（L4）、蔬菜—双季稻（L5）、花生—单季稻（L6）、玉米—单季稻（L7）等7种主要农作模式。
2、数据来源
数据来源于《江苏统计年鉴（2008）》、《浙江统计年鉴（2008）》、《安徽统计年鉴（2008）》、《江西统计年鉴（2008）》、《中国统计年鉴（2008）》、《全国农产品成本与收益资料汇编（2008）》以及中国统计局网等。
3、各指标权重的确立
表16-1 农作模式优势度评价指标权重
土地利润率
经济优势度
劳动力利润率
现金利润率
土地资源产出率
水资源产出率
生态优势度
养分转化利用率
化肥流失量
农药使用量
农产品商品率
社会优势度
劳动力吸纳指数
4、评价结果与分析
经计算，江苏主要有7种农作模式优势度评价结果见表17-2。由表可以看出，江苏省的7种农作模式中，经济优势度最强的是蔬菜—单季稻，经济优势度较强的是油菜—单季稻，小麦—单季稻和小麦—玉米，而冬闲—单季稻，小麦—棉花，油菜—棉花经济优势度较差，生态优势度最强的是冬闲—单季稻，较强的是油菜—单季稻，冬闲—单季稻社会优势度最差：经济优势度和生态优势度相协调的是油菜—单季稻和小麦—玉米。综合优势度排序为蔬菜—单季稻&油菜—单季稻&小麦—玉米&油菜—棉花&小麦—棉花&冬闲—单季稻。
表16-2江苏省农作模式优势度评价结果
经济优势度
生态优势度
社会优势度
综合优势度
经计算，安徽省的7种主要农作模式优势度评价结果见表17-3。由表可以看出，安徽省的7种农作模式中经济优势度最强的是蔬菜—单季稻，其次小麦—玉米，小麦—棉花和油菜—棉花，而冬闲—单季稻经济优势度最差；最具生态优势度的是冬闲—单季稻，最差的是油菜—棉花；最具社会优势度的是蔬菜—单季稻，其次是小麦—单季稻，油菜—棉花，最差的是冬闲—单季稻，综合优势排序为：蔬菜—单季稻&小麦—玉米&小麦—单季稻&小麦—棉花&油菜—单季稻&油菜—棉花&冬闲—单季稻。
表16-3安徽省农作模式优势度评价结果
经济优势度
生态优势度
社会优势度
综合优势度
经计算，浙江省的7种主要农作模式优势度评价结果见表17-4。由表可以看出，浙江省的7种农作模式中经济优势度最强的是蔬菜—双季稻，其次是油菜—双季稻，花生—单季稻和油菜—单季稻；生态优势度最强的是油菜—双季稻，其次是花生—单季稻，绿肥—双季稻，最差的是蔬菜—双季稻；社会优势度最强的是蔬菜—双季稻、油菜—双季稻，最差的是冬闲—双季稻，按综合优势度排序：蔬菜—双季稻&油菜—双季稻&花生—单季稻&油菜—单季稻&绿肥=双季稻&玉米—单季稻&冬闲—双季稻。
表16-4浙江省农作模式优势度评价结果
经济优势度
生态优势度
社会优势度
综合优势度
经计算，江西省的7种主要农作模式优势度评价结果见表17-5。由表可以看出，江西省的7种农作模式中最具经济优势度的是蔬菜—双季稻，其次是油菜—双季稻和花生—单季稻，最差的是冬闲—双季稻；最具生态优势度的绿肥—双季稻，其次是油菜—单季稻和花生—单季稻，最差的是蔬菜—双季稻；最具社会优势度的是蔬菜—双季稻和油菜—双季稻，最差的是油菜—单季稻；经济优势度和生态优势度协调的是花生—单季稻，按综合优势度排序：蔬菜—双季稻&油菜—双季稻&绿肥—双季稻&花生—单季稻&油菜—单季稻&玉米—单季稻&冬闲—双季稻。
表16-5江西省农作模式优势度评价结果
经济优势度
生态优势度
社会优势度
综合优势度
以新疆统计年鉴数据为基础，评价新疆主要种植模式。
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